Eau, Energie et Environnement

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1 0 LE CONTEXTE Très peu de formations associent actuellement les problématiques de l eau et de l énergie. Il s agit pourtant de deux domaines se situant aux interfaces entre activités humaines et leurs impacts sur les ressources naturelles. L eau est au coeur de ces questions à travers les changements climatiques, la raréfaction de l eau potable, et la pollution. L énergie, elle, doit faire face à une croissance importante des besoins, aux effets induits de pollution, avec conjointement la raréfaction de certaines ressources. Les étudiants, les chercheurs et les ingénieurs doivent travailler pour trouver des réponses à ces problématiques, considérés comme les deux défis environnementaux de demain. Cette formation doit bien entendu apporter des compétences métiers dans les domaines de l eau et de l énergie. Elle doit également permettre une analyse critique sur les politiques menées dans ces domaines et susciter des perspectives pour l avenir. Plus précisément, les compétences acquises concernent : >> Les impacts environnementaux liés à la gestion de l énergie et à la gestion de l eau. >> Une culture sur les politiques et les règlementations concernant l eau et l énergie >> La conception, l intégration et la gestion des systèmes de production d énergie, orientées principalement sur les énergies renouvelables. >> La conception, l intégration et la gestion des systèmes de distribution et d assainissement d eau. >> L utilisation optimisée de systèmes traitant à la fois d eau et d énergie 0 LA PÉDAGOGIE Toute la formation s articule autour d un grand projet qui va impliquer l ensemble des étudiants. Ce projet consiste à concevoir pour un quartier ou une ville donné, un approvisionnement et une gestion en eau et en énergie qui soient la plus «durable» possible (utilisation des Energies renouvelables, traitements des eaux usées, ). Tous les enseignements dispensés trouveront un lien avec ce projet et permettront aux étudiants d élaborer des solutions. La pédagogie proposée aux étudiants est volontairement active et individualisée, le nombre restreint d étudiants favorisant cette approche. Par conséquent, le nombre de cours magistraux est réduit au profit d applications et de mises en situation. La formation s articule alors autour de projets diversifiés et de nombreux travaux pratiques appliqués aux domaines de l énergie et de l eau. Il peut s agir par exemple de trouver des solutions à la gestion des eaux usées dans certaines grandes agglomérations, ou de concevoir une alimentation en énergie par l éolien ou par le solaire, etc. La formation s accompagne de visites sur le terrain dans une région très impliquée sur la problématique de l eau et sur les énergies renouvelables. A titre d exemple, une visite sera organisée à Odeillo, un des plus grands fours solaires au monde, en compagnie de chercheurs travaillant dans ce domaine.

2 MODULES D ENSEIGNEMENT 0 UE1 «PROJETS» >> Projet «ville verte» Contenu : Dimensionnement et optimisation de l approvisionnement et de la gestion en énergie et en eau d une ville ou d un quartier (à partir d un cas concret). Modalités pédagogiques : Travail en groupe projet, tous les étudiants étant impliqués sur le même sujet. L encadrement est à la fois technique, économique, et méthodologique. >> Projet recherche Contenu : A partir de la présentation des enjeux des domaines de l énergie et de l eau et des solutions envisagées, chaque étudiant choisit une thématique. Il effectue une étude bibliographique la plus complète possible sur ce thème. Il choisit ensuite une des problématiques de cette étude, et il en analyse toutes les composantes. Modalités pédagogiques : Travail individuel d initiation et de préparation à la recherche. >> Conférences, visites, et présentation d activités de recherche Conférence sur l Innovation scientifique Visite de l IES (laboratoire de recherche sur la gestion de l énergie) Visite de PROMES à Odeillo (four solaire)... 0 UE2 : «LES APPROCHES POLITIQUES, ÉCONOMIQUES ET SOCIÉTALES» Les enseignements présentés dans cet Unité d Enseignement sont essentiels pour bien comprendre les problématiques et les enjeux liés aux domaines de l énergie et de l eau. Les approches pédagogiques s appuient sur des exposés magistraux suivis de présentation et d analyse de cas réels. >> Marchés publics et appels d offre Contenu : Droit des contrats publics, construction et mise en oeuvre d un appel d offre et d une réponse à appel d offre. >> Géopolitique de l eau Contenu : Politique et acteurs de l eau en France et dans le monde. Ressources en eau/aménagements. >> Politiques et enjeux économiques et écologiques de l énergie Contenu : Histoire et politique de l énergie en France et dans le monde. Epuisement des ressources, impacts environnementaux, et rôle des ENR (énergies renouvelables). >> Evaluation environnementale Contenu : Principe et concept. Méthodes d évaluation (ACV, bilan carbone, énergie grise, ), outils logiciels associés.

3 >> Gestion de crise/résilience >> Conférences Problématique du changement climatique : conséquences pour l eau et l énergie Politiques environnementales en France et dans le monde Règlementations sur l usage et le traitement de l eau Normes et règlementations sur l énergie... 0 UE3 : «LES SYSTÈMES D ÉNERGIE DANS LE CONTEXTE DE DÉVELOPPEMENT DURABLE (PRODUCTION DÉCENTRALISÉE D ÉNERGIE)» >> Transferts et conversions de l énergie Contenu : ce cours se basera sur les connaissances de thermodynamiques des étudiants. Un rappel pourra être fait selon leur niveau. Ce cours présentera le fonctionnement et le bilan d'énergie des machines thermiques et aussi les échanges ou transferts de chaleur dans un système ou entre deux systèmes. Modalités pédagogiques : La partie technique nécessite une présentation en cours des méthodes de calculs. Des applications seront proposées pour le dimensionnement des systèmes. >> Procédés de stockage de l énergie Contenu : le stockage d énergie est une problématique vaste. Il est nécessaire de prendre en compte les aspects thermique et électrique et le lien avec les énergies renouvelables (qui n est pas obligatoire). Une présentation technique des solutions de stockage et de leur intégration sera donc réalisée pendant ce cours. l analyse et la comparaison des ces solutions sera faite du point de vue économique, environnemental et énergétique. Les aspects qui seront étudiés seront : principe et concept, méthode d analyse, solutions existantes et perspectives du stockage de l énergie. Modalités pédagogiques : La partie technique nécessite une présentation en cours des méthodes de calculs. Des applications sont proposées pour le dimensionnement des systèmes et notamment le lien avec le bâtiment. >> Energies renouvelables : filières, conversion et stockage Contenu : les systèmes de production d énergie à base d énergie renouvelables sont multiples et font appel à plusieurs domaines de compétence scientifique. Les solutions qui seront étudiées seront le photovoltaïque, géothermie, solaire thermique, solaire à concentration, biomasse, biogaz, hydraulique, éolien, hydrogène et piles à combustibles. Les solutions existantes seront présentées en termes techniques et dimensionnement, d impact environnemental et de possibilité d intégration (bâtiment, ville, réseau) et d évolution prévue a court et long terme. Ce cours est étroitement lié au cours sur le stockage de l énergie. Modalités pédagogiques : La partie technique nécessite une présentation en cours des méthodes de calculs. Des applications sont proposées pour le dimensionnement des systèmes.

4 >> Analyse de la demande et modélisation du système énergétique Contenu : les systèmes étudiés théoriquement dans les modules précédents seront simulés à l aide des logiciels vus l année précédente tel que TRNSYS ou, matlab/simulink ou autres logiciels. La problématique de la gestion/régulation de l énergie sera traitée ici. Modalités pédagogiques : ce cours sera fait sous la forme projet. Les entrées de ce cours sont les méthodes et les connaissances vues précédemment sur la production et le stockage. La gestion de l énergie dans le bâtiment (résidentiel ou tertiaire) sera au coeur de ce projet applicatif. 0 RESSOURCES, DISTRIBUTION ET TRAITEMENT DE L EAU >> Hydrologie, Ressources en eau (approche globale) Contenu : Les études en hydrologie permettent de comprendre et d analyser les écoulements d eau en milieu naturel. Le cours abordera la modélisation de ces écoulements avec pour application la prévision des crues et des inondations. Modalités pédagogiques : Le cours s attachera à présenter brièvement les concepts et les démarches pour travailler rapidement sur des applications à l aide de logiciel. >> Dimensionnement des réseaux hydrauliques (assainissement, distribution) Contenu : Le cours s orientera sur l hydraulique urbaine en présentant dans un premier temps l ensemble des réseaux de distribution et de traitements d eau urbains. Une partie Modélisation et Elaboration des réseaux d assainissement et de distribution sera ensuite abordée. Modalités pédagogiques : Là encore, des applications nombreuses seront analysées. Les études porteront sur le dimensionnement de réseaux ou sur la transformation de réseaux existants. >> Gestion des réseaux (vulnérabilité, surveillance, maintenance, durabilité) Contenu : De nombreux métiers concernent la surveillance et le bon fonctionnement de distribution et d assainissement d eau. Ce module aborde l ensemble des dispositifs et des conditions qui permettent la gestion de ces réseaux, tout en intégrant la partie économique. Modalités pédagogiques : Des visites sur le terrain permettront d agrémenter ce module. >> Traitement des eaux usées Contenu : Le traitement des eaux usées est une problématique importante de la gestion de l eau en milieu urbain. En outre ce module abordera les procédés de production d énergie à partir des eaux usées. Modalités pédagogiques : Ce module sera abordé à partir d études de cas.

5 Contact / Responsable de l option Sandrine Pincemin +33 (0) sandrine.pincemin@epf.fr Fondation reconnue d utilité publique, membre de la CGE (Conférence des Grandes Ecoles) et de l'ugei (Union des Grandes Ecoles Indépendantes), Diplômes habilités par la Commission des Titres d Ingénieur Siège social : 3 bis rue Lakanal Sceaux - France - Tél. : +33(0) Fax : +33(0) SIRET Code NAF 8542Z